Il nucleo cellulare

Caratteristiche generali

Il nucleo è una struttura cellulare all’interno della quale è contenuto il patrimonio genetico di un organismo ed è delimitato da una doppia membrana fosfolipoproteica.

Cellule e nuclei di un frammento di buccia di cipolla osservato al microscopio ottico.
Figura 1 – Cellule e nuclei di un frammento di buccia di cipolla osservato al microscopio ottico. [https://www.flickr.com/photos/massi3v/3198678515]

La struttura in questione provvede alla duplicazione del DNA (conservato nel compartimento nucleare sotto forma di cromatina), alla trascrizione ed alla maturazione dell’RNA.

Il nucleo viene considerato come il centro di comando della cellula in quanto programma e coordina tutte le sue attività.

Inoltre, la distinzione tra organismi procarioti ed eucarioti, si basa sull’assenza o sulla presenza del nucleo all’interno della cellula: i procarioti, ne sono sprovvisti, mentre, quasi tutte le cellule eucariotiche presentano il nucleo, ad eccezione dei globuli rossi di mammifero e squame cornee della pelle.

Differenza tra una cellula procariote ed eucariote. Dallo schema si evince l'assenza del nucleo nella cellula procariote.
Figura 2 – Differenza tra una cellula procariote ed eucariote. Dallo schema si evince l’assenza del nucleo nella cellula procariote. [https://it.wikipedia.org/wiki/Nucleoide]
Globuli rossi di mammifero privi di nucleo.
Figura 3 – Globuli rossi di mammifero privi di nucleo cellulare. [https://it.m.wikipedia.org/wiki/Sangue]

Alcune cellule sono polinucleate, ossia presentano più di un nucleo, ci riferiamo ai sincizi e ai plasmodi.

Forma, dimensione e posizione

Prima di descrivere la struttura nucleare, è importante notare che la morfologia, la dimensione e la posizione del nucleo all’interno della cellula sono variabili.

La morfologia del nucleo dipende dalla geometria della cellula, generalmente è di forma sferica, ma può assumere anche una forma ellittica o lobulata. In alcune cellule, la forma è completamente irregolare.

Le dimensioni sono altrettanto variabili, ma proporzionate a quelle della cellula.

La posizione del nucleo dipende dal contenuto e dalla funzione cellulare, ad esempio nelle cellule embrionali il nucleo si trova al centro, negli adipociti è spostato in periferia e le cellule secernenti presentano un nucleo eccentrico.

Struttura

Il nucleo, come già affermato, è avvolto da una doppia membrana di natura fosfolipoproteica in continuità con il RER, essa prende il nome di membrana nucleare o involucro nucleare. La membrana esterna e la membrana interna sono separate tra loro dallo spazio perinucleare.

Inoltre, la materia liquida presente nel nucleo e racchiusa dall’involucro nucleare prende il nome di nucleoplasma.

A causa della continuità con il RER, la membrana esterna può presentare sulla sua superficie i ribosomi, mentre, adesa al versante nucleoplasmatico della membrana interna è presente la lamina nucleare, densa rete di filamenti proteici che fungono da sostegno per l’involucro nucleare. La lamina nucleare assieme alla rete fibrillare costituiscono le componenti del nucleoscheletro che offre sostegno a tutta la struttura nucleare ed influenza la spiralizzazione della cromatina.

La doppia membrana è attraversata dai pori nucleari, complessi proteici a livello dei quali le membrane si fondono tra di loro. I pori nucleari regolano il passaggio di molecole tra il nucleo e il citoplasma, fungono quindi da canali.

All’interno del nucleo è presente la cromatina, ossia DNA associato a componenti proteiche. La cromatina durante la divisione cellulare si addensa formando i cromosomi.

Importanti componenti nucleari sono anche i nucleoli, organelli sferici il cui compito è sintetizzare l’RNA ribosomiale. L’rRNA si lega successivamente a componenti citoplasmatiche per formare le subunità dei ribosomi, componenti essenziali per il processo di sintesi proteica.

Schema inerente alla struttura del nucleo cellulare.
Figura 4 – Schema inerente alla struttura del nucleo cellulare. [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagram_human_cell_nucleus_ita.svg]

Funzione

In definitiva le funzioni che il nucleo svolge sono le seguenti:

  • Gestire i processi cellulari;
  • Produrre ribosomi;
  • Conservare le informazioni genetiche;
  • Duplicare le informazioni genetiche e distribuirle equamente nelle cellule figlie.

In seguito alla duplicazione del materiale genetico, il processo attraverso cui da una cellula madre si formano due o più cellule figlie alle quali viene distribuito il patrimonio genetico parentale prende il nome di divisione cellulare. La divisione cellulare avviene tramite meccanismi diversi in base all’organismo considerato:

  • Nei procarioti la divisione cellulare avviene mediante scissione binaria;
  • Negli eucarioti avviene mediante mitosi o meiosi. La mitosi è un meccanismo di riproduzione asessuata in cui da una cellula madre si formano due cellule figlie che ereditano un patrimonio genetico diploide, mentre la meiosi è un meccanismo di riproduzione sessuata in cui si formano quattro cellule figlie che ereditano un patrimonio genetico aploide, ossia dimezzato rispetto a quello parentale.
Schema riguardante i meccanismi di divisione cellulare.
Figura 5 – Schema riguardante i meccanismi di divisione cellulare. [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Three_cell_growth_types.svg]

Fonti

Crediti immagini

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